Eletrônica

Controle do magnetismo reduz consumo de energia em 10 vezes

Spintrônica: controle do magnetismo reduz consumo de energia em 10 vezes
Ilustração conceitual de como o magnetismo é revertido pela aplicação de um campo elétrico (pontos azuis) aplicado através de capacitores. [Imagem: John Heron/Cornell]

Impulso para a spintrônica

Em um experimento que desafia o saber científico usual, físicos demonstraram pela primeira vez, a temperatura ambiente, a reversão da magnetização de um componente usando um campo elétrico.

Isso dá um novo impulso ao campo da spintrônica, a eletrônica baseada no momento magnético dos elétrons individuais, e não nas cargas elétricas representadas pela sua movimentação.

"Nosso trabalho demonstrou uma reversão de 180 graus na magnetização na ferrita de bismuto multiferroica, obtida a temperatura ambiente com um campo elétrico externo, quando a cinética do chaveamento envolve um processo de duas etapas," disse Ramamoorthy Ramesh, dos Laboratórios Berkeley, nos Estados Unidos.

Multiferroicos

Multiferroicos são materiais nos quais combinações únicas de propriedades magnéticas e elétricas podem coexistir, o que tem atraído o interesse no seu uso no armazenamento e no processamento de dados porque seu magnetismo pode ser controlado por um campo elétrico, e não por uma corrente elétrica.

"As correntes elétricas que as memórias e componentes lógicos usam hoje para gerar um campo magnético são a principal fonte de consumo de energia e de aquecimento nesses dispositivos. Isso gerou grande interesse nos multiferroicos devido ao seu potencial para reduzir o consumo de eletricidade, além de adicionar novas funcionalidades aos dispositivos," explicou o professor John Heron, da Universidade de Cornell, membro da equipe.

A mesma equipe já havia demonstrado, em 2011, que a ferrita de bismuto permite ligar e desligar o magnetismo, mas os físicos acreditavam que a termodinâmica e a simetria desse material impediria a reversão da magnetização por um campo elétrico.

A equipe teve então que revisar as teorias para justificar suas demonstrações práticas.

"Nós também demonstramos que usar um campo elétrico fora do plano para controlar a válvula de spin consome energia a uma taxa uma ordem de magnitude [10 vezes] menor do que chavear o componente usando uma corrente polarizada pelo spin," disse Ramesh.

Bibliografia:

Deterministic switching of ferromagnetism at room temperature using an electric field
J. T. Heron, J. L. Bosse, Q. He, Y. Gao, M. Trassin, L. Ye, J. D. Clarkson, C. Wang, Jian Liu, S. Salahuddin, D. C. Ralph, D. G. Schlom, J. Íñiguez, B. D. Huey, R. Ramesh
Nature
Vol.: 516, 370-373
DOI: 10.1038/nature14004




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